AJUNTAMENT DE BARCELONA Hàbitat Urbà – Infraestructures i Coordinació Urbana

1. AJUNTAMENT DE BARCELONAHàbitat Urbà – Infraestructures i Coordinació Urbana >> Desenvolupament d’una proposta tècnica d’autosuficiència energètica El Castell de Montjuïc Febrer 2014

2. Antecedents • El Castell de Montjuïc l’any 2008 va iniciar una nova etapa com a equipament municipal de la ciutat de Barcelona. L’any 2009 es desenvolupa el Pla Director del Castell de Montjuïc,amb l’objectiu de posar en valor el Castell i acostar-lo a la ciutadania, tot potenciant el Castell com a equipament públic, amb el següent abast: • Preservació del Monument des del punt de vista patrimonial. • Potenciació del conjunt del Castell com a equipament públic. • Regulació dels nous usos. • Font: Pla Director d’Instal·lacions del Castell de Montjuïc La rehabilitació del Castell va començar l’any 2009, després del tancament definitiu del Museu Militar. Les obres importants i de gran envergadura, que van començar el juny de 2010 s’aniran implementant progressivament i en diferents etapes de les obres aconseguint que el Castell esdevingui una fortalesa oberta i envoltada de jardins, un espai per a la memòria, la relació i la cultura.

3. Nous Usos. El Pla Director d’Instal·lacions Els nous usos previstos pel Castell de Montjuïc impliquen la necessitat de disposar de l’energia i els serveis corresponents per a cobrir les noves demandes del recinte. Pla Director d’Instal·lacions (PDI) Centre d’Instal·lacions PUNT CLAU: centralització(producció d’energia tèrmica, transformació d’energia elèctrica, control, comunicacions, etc.) El PDI proposava que aquest Centre es construís sota la rasant dels jardins existents en el sector de l’hornabec (1er Recinte del Castell).

4. Nous Usos. El Pla Director d’Instal·lacions • Premisses • Ús racional de l’energia alt nivell d’eficiència energètica. • Solucions respectuoses amb l’entorn, ateses les característiques geomètriques, constructives, catalogació patrimonial i monumental • Consideracions tècniques • Càlcul de demandes: Consideració de ràtios de previsió de càrregues d'acord amb la reglamentació i normativa vigents i una discriminació dels diversos usuaris que es preveia que acolliria el Castell en un futur: Usuari principal (Ajuntament), Usuaris particulars (locals comercials,…) i Enllumenat Públic (EP) i Il·luminació Monumental (IM) • Sistema de Climatització per a les sales del Castell incloent: • Producció central de fred i calor mitjançant “maquinària tèrmica” funcionant en cicles de producció de calor (bomba de calor), refredament i recuperació, preveient el tenir en compte aquelles solucions de captació d’energia renovable, principalment, la geotèrmia. • Xarxa de distribució d’energia tèrmica fred/calor entre la central anterior i els espais que cal condicionar. • Unitats de condicionament ambiental en cada espai d’usuari, incloent, com a criteri general, els emissors radiants i el tractament d’aire primari. • Sistema elèctric estimació necessitat de potència 1.200 kW elèctrics, amb la necessitat de: • construir un Nou bucle a 25 kV • subministrament complementari en BT, a 400/230V, directa des de la ET-102469 existent en el Fossat de Santa Eulàlia fins al Centre de Transformació. • Pel que fa a les instal·lacions receptores en BT, la situació actual especialment al Nucli del Castell requereix necessàriament de la modernització i posada a punt d'aquestes instal•lacions que hauria d'escometre's de manera que quedin totalment resoltes.

5. Nou enfoc envers l’Autosuficiència Fruit de la voluntat de l’Ajuntament de Barcelona de millorar l’autosuficiència energètica de la ciutat, es desenvolupa, a partir de la informació recollida en el PDI, un estudi d’alternatives per tal que el Castell de Montjuïc pugui esdevenir un equipament energèticament autosuficient, apostant per la reducció de consums i la generació a partir de l’aprofitament de recursos locals, renovables i/o residuals. Aprofitament dels recursos energètics existents a l’entorn del Castell (sol, vent i biomassa) Definició de demandes energètiques Proposta d’autosuficiència energètica pel Castell de Montjuïc (Arribant a generar, a partir de l’aprofitament de fonts renovables i residuals, pràcticament el 100% de la demanda energètica del Castell, en mode “balanç net”)

6. Nou enfoc envers l’Autosuficiència A partir d’escenari base (PDI): climatitzar mitjançant bomba de calor, s’han analitzat diversos escenaris: • Escenari base (amb bomba de calor geotèrmica) • Escenari tecnologia fotovoltaica (amb bomba de calor geotèrmica) • Escenari tecnologia eòlica (amb bomba de calor geotèrmica) • Escenari tecnologia biomassa • Escenari gasificació + cogeneració • Escenari gasificació + trigeneració • (S’ha descartat considerar el subministrament d’energia des de la Central d’Ecoenergies atès que, sense considerar les dificultats tècniques que comporta el portar aigua calenta i freda des de la Central d’Energies ubicada a la Zona Franca fins al cim de la muntanya de Montjuïc a 177m d’alçada, havent de foradar la muntanya per a poder passar les canalitzacions corresponents, etc., el Castell queda fora de l’àmbit competencial de la mateixa. Així mateix, en aquests moments caldria igualment trobar solucions per cobrir la demanda de fred ja que la instal·lació per a donar subministrament de fred a la xarxa no entrarà en funcionament fins a consolidar un nombre de clients que viabilitzin la inversió per a la seva posada en marxa, entenent doncs que els temps no coincideixen ara per ara.)

7. La solució d’autosuficiència • Partint dels recursos locals del Castell de Montjuïc identificats: • Sol • Vent • Biomassa • Es dissenya un sistema de gasificació de biomassa per alimentar un motor amb Syngas per produir electricitat i amb la recuperació de calor residual, fer l’aportació a calefacció i la generació de fred mitjançant una màquina d’absorció. • Limitats per les demandes de calor i fred calculades, la producció d’electricitat del motor de Syngas arriba a un percentatge elevat però no del 100%; per la qual cosa, es planteja un complement amb tecnologia fotovoltaica i eòlica per la generació d’electricitat per arribar pràcticament a l’Autosuficiència. Es dimensiona el sistema per treballar en mode “autosuficiència instantània”, la major par del temps. És a dir, podrem cobrir el 100% de les demandes de calefacció i refrigeració mitjançant el sistema de trigeneració, però s’haurà de “jugar” amb l’acumulació d’energia per tal de gestionar la cobertura de la demanda elèctrica.

8. La solució d’autosuficiència. El projecte proposat • Càlcul de demandes Les demandes de climatització (calefacció i refrigeració) i electricitat s’han calculat en base a simulació dinàmica amb TRNSYS. La superfície total climatitzada es de 7.348 m2, que correspon a la superfície disponible al Pati d’Armes, l’antiga Residència, l’antic museu militar i els espais de l’antic Cost de Guàrdia i els antics calabossos. Cada espai es caracteritza segons l’ús previst, segons la taula següent: Pel que fa al consum d’il·luminació exterior es fa a partir de les dades disponibles al PDI del Castell, on s’especifica el nivell mig d’il·luminació per cada espai exterior, així com la tecnologia a emprar en cada cas. Es considera l’enllumenat exterior del primer recinte (Pati armes, terrassa, entorn del Castell, Jardins, Praderes), segon recinte (estanc, recorreguts i praderes) i enllumenat de fossars.

9. La solució d’autosuficiència. El projecte proposat • Càlcul de demandes En funció del tipus d’espais, usos i hores de funcionament previstes, el resultat dels valors de demanda energètica anual, detallats per mesos, es poden veure a continuació: Aquestes demandes energètiques totals són les que se satisfan mitjançant els sistemes de generació contemplats en la proposta d’autosuficiència, seguint el següent esquema de principi conceptual:

10. La solució d’autosuficiència. El projecte proposat • Esquema de principi conceptual de la instal·lació.

11. La solució d’autosuficiència. El projecte proposat • Fluxos d’energia Diagrama de Sankey del sistema triat

12. La solució d’autosuficiència. El projecte proposat • Equips i sistemes Segons el projecte bàsic, la generació energètica proposada es divideix físicament en tres grans ubicacions: • • Sala de màquines central (Nou Centre d’Instal·lacions), amb producció d’electricitat/calor/fred amb biomassa i acumulació d’electricitat i calor • • Generador fotovoltaic: El generador fotovoltaic estarà format per mòduls estàndard de silici policristal·lí·líque s’integraran en pèrgoles fotovoltaiques ubicades al segon recinte del Castell de Montjuïc, de tal manera que tots els mòduls tindran una inclinació de 15º respecte de l’horitzontal i una orientació de 0º Sud. • • Generació eòlica: la generació eòlica estarà composada per 6 aerogeneradors de 1,8 kW cadascun que s’ubicaran a la pendent de baixada al mar, al costat del camí de ronda. Es reprèn, per tant, la idea plantejada en el PDI sobre la necessitat d’un Centre d’Instal·lacions (Nou Centre d’Instal·lacions), on es generaria gran part de les necessitats energètiques, a més d’esdevenir centre d’emmagatzematge centralitzat i distribuïdor d’energia (calor, fred i electricitat). Això té doncs un impacte directe en les fases constructives que s’havien plantejat inicialment i, per tant, caldria preveure un canvi de calendarització i, per tant, d’inversions.

13. La solució d’autosuficiència. El projecte proposat • Equips i sistemes Les característiques dels elements triats són les que es descriuen a continuació:

14. La solució d’autosuficiència. El projecte proposat • Inversió, Gestió i Explotació de la instal·lació • En termes d’inversió: S’està revisant

15. La solució d’autosuficiència. El projecte proposat • Inversió, Gestió i Explotació de la instal·lació • En termes d’explotació: S’està revisant Si ve, pel que fa a la inversió, la solució d’autosuficiència energètica suposa un cost addicional de l’ordre de 500.000 €, l’explotació anual de la mateixa és de l’ordre de 50.000€ inferior*. *En el cas d’autosuficiència cal preveure un canvi de bateries en un termini entorn els 10 anys. Tot i així, no s’ha considerat en l’estudi econòmic donat que es contempla que en propers 10 estigui legalitzat el balanç net i es pugui canviar el tipus de connexió que es planteja en el projecte. En l’estudi no s’ha contemplat cap peatge de producció donat que encara es desconeix quin serà el cost. En el cas d’incloure peatge de 3c€/kWh suposaria un total de 10.000€/any, que s’haurien de sumar als costos anuals d’explotació.

16. Resum Cronograma Actuacions

17. Agència d’Energia de Barcelona Direcció d’Autosuficiència Energètica i Coordinació de Serveis Hàbitat Urbà – Infraestructures i Coordinació Urbana